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Transferencia de energía a través de 1 cable. Transmisión inalámbrica de electricidad según la teoría de Tesla. La influencia de la presencia de varios objetos en el área de operación del generador.

En 1892 en Londres, y un año después en Filadelfia, el famoso inventor, de nacionalidad serbia, Nikola Tesla demostró transmisión de electricidad a través de un cable. Cómo lo hizo sigue siendo un misterio. Algunas de sus notas aún no han sido descifradas, la otra parte ha sido quemada.

El carácter sensacional de los experimentos de Tesla es obvio para cualquier electricista: después de todo, para que la corriente fluya a través de los cables, deben formar un circuito cerrado. Y de repente... ¡un cable sin conexión a tierra!

Pero los electricistas modernos se sorprenderán aún más cuando descubran que el Instituto Electrotécnico de toda la Unión, que es una autoridad en su industria, emplea a una persona que también encontró una manera transmitir electricidad un cable abierto. El ingeniero Stanislav Avramenko se dedica a esto desde hace 15 años.

¿Cómo se realiza un fenómeno fenomenal que no encaja en el marco de las ideas generalmente aceptadas? En la Fig. La figura 1 muestra uno de los esquemas de Avramenko. Consiste en un transformador T, una línea de transmisión de energía (cable) L, dos diodos consecutivos D, un capacitor C y un explosor R. El transformador tiene una serie de características que no revelaremos por ahora (en para mantener la prioridad). Digamos que es similar al transformador resonante de Tesla, en el que el devanado primario recibe voltaje con una frecuencia igual a la frecuencia de resonancia. devanado secundario.

Conectemos los terminales de entrada (inferiores en la figura) del transformador a la fuente. voltaje de corriente alterna. Dado que sus otros dos terminales no están conectados entre sí (el punto 1 simplemente cuelga en el aire), parece que no se debe observar ninguna corriente en ellos. Sin embargo, se produce una chispa en el explosor: ¡se produce una descomposición del aire por cargas eléctricas! Puede ser continuo o discontinuo, repetido a intervalos dependiendo de la capacitancia del capacitor, la magnitud y frecuencia del voltaje aplicado al transformador.

Resulta que en lados opuestos de la chispa se acumula periódicamente Cierto número cargos. Pero, al parecer, sólo pueden llegar desde el punto 3 a través de diodos que rectifican. corriente alterna, existente en la línea L. Así, una corriente constante en dirección y de magnitud pulsante circula en el enchufe Avramenko (parte del circuito a la derecha del punto 3).

Un voltímetro V conectado al explosor, a una frecuencia de aproximadamente 3 kHz y un voltaje de 60 V en la entrada del transformador, muestra 10-20 kV antes de la falla. En cambio, un amperímetro instalado registra una corriente de decenas de microamperios.

Los “milagros” del tenedor de Avramenko no terminan ahí. Con resistencias R1=2-5 MOhm y R2=2-100 MOhm (Fig. 2), se observan cosas extrañas al determinar la potencia liberada en esta última. Habiendo medido (según la práctica generalmente aceptada) la corriente con un amperímetro magnetoeléctrico A y el voltaje con un voltímetro electrostático V, multiplicando los valores resultantes, obtenemos una potencia mucho menor que la determinada por un método calorimétrico preciso a partir de la liberación de calor en el resistencia R2. Mientras tanto, según todos reglas existentes, deben coincidir. Aún no hay explicación.

Habiendo complicado el circuito, los experimentadores transmitieron una potencia igual a 1,3 kW a través de la línea L. Esto fue confirmado por tres bombillas encendidas, poder total que equivalía sólo al valor mencionado. El experimento se llevó a cabo el 5 de julio de 1990 en uno de los laboratorios del Instituto de Energía de Moscú. La fuente de energía era un generador de máquina con una frecuencia de 8 kHz. La longitud del cable L era de 2,75 m. Curiosamente, no era cobre ni aluminio, que normalmente se utilizan para transmitir electricidad (su resistencia es relativamente baja), ¡sino tungsteno! ¡Y además el diámetro es de 15 micrones! Eso es resistencia eléctrica un cable de este tipo superaba con creces la resistencia de los cables ordinarios de la misma longitud. En teoría, aquí deberían producirse grandes pérdidas de electricidad y el cable debería brillar e irradiar calor. Pero esto no sucedió y es difícil explicar por qué: el tungsteno permaneció frío. Altos funcionarios con títulos académicos, convencidos de la realidad de la experiencia, simplemente quedaron atónitos (sin embargo, pidieron no dar sus nombres por si acaso).

Y la delegación más representativa conoció los experimentos de Avramenko en el verano de 1989. Estaba formado por el Viceministro del Ministerio de Energía, los jefes de los departamentos centrales y otros trabajadores científicos y administrativos responsables. Como nadie podía dar una explicación teórica inteligible de los efectos de Avramenko, la delegación se limitó a desearle mayor éxito y se alejó decorosamente. Por cierto, en cuanto al interés de las agencias gubernamentales por las innovaciones técnicas: Avramenko presentó la primera solicitud de invención en enero de 1978, pero aún no ha recibido el certificado de autor.

Pero después de una mirada cuidadosa a los experimentos de Avramenko, queda claro que estos no son sólo juguetes experimentales. ¡Recuerde cuánta energía se transmitió a través de un conductor de tungsteno y no se calentó! Es decir, la línea parecía no tener resistencia. Entonces, ¿qué era? ¿Un "superconductor" a temperatura ambiente? No hay nada más que comentar aquí sobre el significado práctico.

Por supuesto, existen supuestos teóricos que explican los resultados experimentales. Sin entrar en detalles, digamos que el efecto puede estar asociado con corrientes de desplazamiento y fenómenos de resonancia: la coincidencia de la frecuencia de voltaje de la fuente de energía y las frecuencias naturales de vibración de las redes atómicas del conductor. Por cierto, Faraday escribió sobre corrientes instantáneas en una sola línea en los años 30 del siglo pasado y, de acuerdo con la electrodinámica fundamentada por Maxwell, la corriente de polarización no conduce a la liberación de calor Joule en el conductor, es decir, el conductor no le proporciona resistencia.

Ya llegará el momento: se creará una teoría rigurosa, pero por ahora el ingeniero Avramenko ha probado con éxito la transmisión de electricidad a través de un cable de más de 160 m...

Nikolay ZAEV
Tecnología - juvenil N1, 1991

21 de enero de 2010 a las 20:04

Transmisión de electricidad a través de un cable unipolar.

Energía y baterías

Ahora echemos un vistazo más de cerca a los detalles del circuito. De hecho, este esquema tiene dos matices.

El primero es un transformador elevador, preste atención al diagrama de conexión. Un extremo del devanado secundario está conectado a uno de los terminales del primario y, preferiblemente, conectado a tierra. Esto se hace para garantizar la seguridad, así como para aumentar la eficiencia del devanado secundario. A continuación, se conecta un condensador en paralelo al devanado primario, formando un paralelo circuito oscilatorio. La capacitancia del condensador se calcula mediante fórmulas conocidas, dependiendo de la inductancia del devanado primario y de la frecuencia utilizada. Esto se hace para aumentar la corriente en el devanado primario y, en consecuencia, mejorar el efecto. Puede haber un problema con la selección de la capacitancia del capacitor, ya que la inductancia del devanado primario durante su funcionamiento es menor que en el estado apagado, y esta diferencia depende de la carga en el devanado secundario. Resolví este problema de forma sencilla: calculé el condensador para una inductancia que es entre un 10% y un 15% menor que el valor medido, a una frecuencia determinada. E incluso después de esto, tuve que ajustar ligeramente la frecuencia del generador para ajustar la resonancia máxima.

El segundo matiz es ajustar la resonancia en circuito secundario. La inductancia del circuito secundario consiste en la inductancia del devanado secundario del transformador elevador y el devanado primario del transformador reductor. La inductancia del devanado primario del transformador reductor también será ligeramente menor que la medida, ya que depende de la carga en el devanado secundario. A continuación, debe seleccionar la capacitancia de la placa conductora aislada. Esto se hace simplemente, medimos el área de la placa y usamos fórmulas para calcular la capacitancia para una frecuencia e inductancia determinadas. La placa debe colocarse alejada de los objetos circundantes, de lo contrario su capacidad será mayor que la calculada. Cuanto mayor sea la frecuencia y mayor la inductancia del circuito, menor será la capacitancia y, por tanto, el área de la placa. cuando sea suficiente alta frecuencia La propia capacidad del circuito puede ser suficiente, en cuyo caso no se necesita la placa. Mi Banco de pruebas permitió que el motor funcionara a 10 W de potencia durante poder completo, encender lámparas incandescentes y, por supuesto, lámparas quemadas. luz. En mi opinión, la OPE tiene dos ventajas principales. El primero se gasta menos materiales sobre conductores. La segunda se debe a aumento de frecuencia y el alto voltaje pasa a través del conductor, relativamente no alta corriente, el cable apenas se calienta, lo que tiene un efecto beneficioso sobre la resistencia. habiendo estudiado este material Realmente espero que tengas una pregunta: "¿Qué te impide, en este caso, utilizar la Tierra como conductor?" Responderé: ¡nada!    O puede ser mucho más sencillo:

El video muestra un diagrama muy primitivo que demuestra la transmisión de electricidad a través de un cable.  De hecho, transmitir electricidad a través de un cable a este momento En mi opinión, no tiene ningún significado práctico. Esta información se publica aquí únicamente para mostrar la posibilidad de transmitir energía y señales a través de la Tierra.

PD El artículo fue escrito por Roma, que durante mucho tiempo quiso unirse a Habr, pero ahora creo que lo logrará, quien llegó a Habr gracias a una invitación de. Todavía no sé el nombre de Roman, pero tan pronto como lo sepa, definitivamente lo publicaré aquí.

PD2 Esta es la segunda persona que participa en mi experimento sobre “vender” invitaciones. La esencia del experimento es que vendo una invitación para un artículo. Creo que las personas que escriben artículos merecen convertirse en usuarios de Habra. Decidí no dar invitaciones así después de que dos personas invitaron que, después de un año de estar en el centro, no hicieron nada. Creo que me entenderás. Gracias.

PD3 Como el autor no pudo transmitir completamente la idea, se lo diré. EN en este caso La energía capacitiva funciona. Aquí obtenemos un circuito oscilatorio debido a la capacitancia y la alta frecuencia. La FEM se induce en el devanado secundario del transformador, por lo que obtenemos la salida de energía del otro lado del cable.

La idea de la transmisión de energía por un solo cable surgió de S.V. Avramenko, por casualidad, hace más de un cuarto de siglo. Un día, recién graduado en el Instituto Politécnico de Leningrado, se quitó la camiseta de nailon, que crujía por las descargas de electricidad estática, y la agitó cerca de la lámpara fluorescente apagada del escritorio. ¡Y la lámpara se encendió!
Luego tomó un peine de plástico, lo frotó y empezó a agitarlo cerca de la lámpara. Y la lámpara se encendió de nuevo. Pero en el instituto enseñaron algo más: o hay que conectar dos extremos a la lámpara, el ánodo y el cátodo, o colocar lámpara de descarga de gas en un campo electromagnético alterno de frecuencia suficientemente alta.
Avramenko sugirió que de alguna manera las cargas estáticas se ponen en movimiento y se forma el mismo campo electromagnético alterno que enciende el gas de la lámpara. Comenzó a realizar numerosos experimentos con electricidad estática (que prácticamente no se utiliza en la actualidad).
Una carga estática es casi ingrávida; para recibirla y moverla en el espacio no es necesario realizar trabajos mecánicos pesados; pueden ser innecesarios motores y generadores potentes y que utilizan mucho metal. El inventor intentó obtener una carga gratuita, darle movimiento direccional y obligarla a actuar de la misma manera que corriente normal en los cables. Para ello, intentó convertir la corriente ordinaria de la red eléctrica en corriente de desplazamiento de cargas estáticas libres (en el llamado corrientes reactivas). La fuente primaria era ordinaria. generadores de sonido, utilizado en ingeniería de radio. A partir de la literatura, aprendió sobre el transformador de Tesla (este científico también intentó transmitir a distancia energía eléctrica usando corrientes reactivas) y aproveché esta experiencia. Transformador Avramenko
Las cosas se pusieron en marcha. Al principio aparecieron pequeñas corrientes, 2-3 W, luego, mayor potencia. Como resultado, Stanislav Viktorovich logró hacer algo que nadie había podido hacer antes: crear un sistema para transmitir la corriente de cargas estáticas libres a través de un cable.
En la salida del transformador creado por Avramenko, tenemos corriente alterna ordinaria, que llegaba desde una red eléctrica ordinaria, solo que con una asimetría completa del voltaje de salida: un extremo del devanado secundario permanece en potencial cero, y toda la sinusoide de la corriente suministrada está en su otro extremo. En el transformador de Tesla, el segundo extremo estaba conectado a tierra, todavía tenía un pequeño potencial, pero no pudo alcanzar cero. Y en el transformador Avramenko conectamos solo un cable al electrodo "cargado" y conducimos electricidad a través de él.
EN revistas científicas(por ejemplo, “Inventor e innovador”), intrigado un fenómeno único, intentó explicar la naturaleza de esta “electricidad de un solo cable”. También hablaron de transformadores sin núcleo, similares a los transformadores de Tesla, y del "enchufe Avramenko", diodos conectados de una manera especial. Con su ayuda, fue posible bombear energía a un determinado recipiente, del cual luego podría recibir esta energía y moverla a lo largo de un circuito abierto, es decir, a lo largo de un cable. Además, no fluye dentro de este cable, sino a lo largo de él. Según el propio Avramenko, "el campo se mueve a lo largo del cable como a lo largo de una guía de ondas". De la teoría de la electricidad se sabe que las corrientes de desplazamiento no obedecen la ley de Joule-Lenz. Por lo tanto, la sección transversal de este cable no importa, puede ser más delgada que un cabello, su tarea es solo indicar la dirección. Además, el cable no se calienta y casi no hay pérdida de energía.
En el sistema de Avramenko, la corriente de conducción de la red se rectifica y se convierte en corriente reactiva frecuencia requerida, que se transmite a lo largo de un conductor a cualquier distancia, y allí se convierte nuevamente en una corriente de conducción regular, lo que hace que las lámparas se enciendan, los motores giren, los láseres funcionen y los aparatos eléctricos se calienten.

Ventajas de la electricidad de un solo cable.

Hoy en día no existe una explicación teórica completa del funcionamiento de un sistema de un solo cable. Quedan preguntas y las luminarias de la ingeniería eléctrica no pueden encontrar respuestas. Sin embargo, Avramenko demostró experimentalmente la posibilidad de transmitir energía a través de un cable. Esto fue hace unos diez años.
Desde entonces, Avramenko pudo establecer las propiedades únicas de una red de un solo cable.
En primer lugar, se revelaron las enormes ventajas de la transmisión de electricidad a distancia por un solo cable. al transferirlo de la manera habitual Del 10 al 15% de la energía se pierde al calentar los cables (calor Joule). Para la transmisión de un solo cable, puede tomar un cable tan delgado como lo permitan las consideraciones de resistencia, digamos de 2 a 4 mm de diámetro. Si en los circuitos modernos la densidad de la corriente transmitida no supera los 6-7 A/mm2, en un circuito de un solo conductor alcanza los 428 A/mm2 con una potencia de 10 kW. Además, el cable no se calienta y las pérdidas Joule se reducen casi cien veces. En consecuencia, el consumo de cobre para los cables se reduce en la misma cantidad. Además, los cables pueden estar hechos de acero ordinario: después de todo, su conductividad eléctrica no importa, su tarea es indicar la dirección de la corriente. ¿Qué significa? Esto significa que se producen ahorros colosales en postes y cables de líneas eléctricas, así como en líneas de contacto transporte eléctrico. Se pueden fabricar considerablemente menos voluminosos y con un uso intensivo de material.

Corriente eléctrica... a través de tuberías

Stanislav Viktorovich comenzó a invitar a varios especialistas, jefes del Ministerio de Energía, científicos de FIAN, MEPhI, etc. para demostrar los experimentos. Nadie creía ni en los cálculos ni en sus propios ojos. El primero que creyó en Avramenko fue el director del Instituto Panruso de Investigación sobre Electrificación. Agricultura(VNIIESKh), académico de la Academia Rusa de Ciencias Agrícolas, profesor, Doctor en Ciencias Técnicas. D.S. Strebkov. Fue el primero en comprender que todo lo demostrado por el inventor estaba completamente sujeto a las leyes de la física y la ingeniería eléctrica.
Dmitry Semenovich invitó a Avramenko a su instituto, creó allí un laboratorio apropiado, asignó equipos, los eliminó y comenzaron a realizar experimentos de forma mucho más seria. Si antes Avramenko solo tenía una pequeña instalación de diez vatios, entonces en VNIIESKh fabricaron planta piloto con una potencia de 100 W, lo que permitió realizar una serie de experimentos importantes.
Por ejemplo, se ha demostrado que la electricidad de un solo cable se puede transmitir no solo a través de cables de cobre. ¿Cómo se lleva a cabo tal experimento? Procedente del transformador Avramenko y de la batería de condensadores, donde se generan potentes cargas estáticas, el alambre de acero se sumerge en una bandeja con agua, luego en un hilo de grafito y luego en una bandeja con tierra (las bandejas, por supuesto, están aisladas). Hay interrupciones especiales en la línea, donde se producen descargas de arco entre el cable y el agua, la tierra y el grafito. Un carro de un solo cable (un modelo de trolebús, por ejemplo) se arrastra a lo largo del cable, recolectando energía para los consumidores ubicados allí mismo. Una bombilla está conectada al final de la línea. La corriente pasa por todos estos conductores y los ilumina.
¿Qué prueba esta experiencia? Y el hecho de que es posible transferir energía constantemente y sin grandes pérdidas a través de cualquier sustancia conductora aislada. Por ejemplo, a través de tuberías, lineas de fibra optica(la información se transmite a través de la fibra y la corriente se transmite a través de la trenza metálica del cable), etc. (Patente RF nº 2172546). Y si es así, entonces es posible inventar muchas máquinas y dispositivos que aprovechen este fenómeno.

No robes los cables, son... ¡acero!

Avramenko junto con Strebkov y Ph.D. AI. Nekrasov, director del laboratorio VNIIESKh, desarrolló un aspersor que corre a lo largo de una zanja o bandeja con agua y recibe de él no solo agua, sino también energía para su trabajo. Otro campo de aplicación (patente nº 2136515) son los equipos para alimentar tranvías, trolebuses, trenes eléctricos y vehículos eléctricos utilizando un carro en lugar de los dos habituales (¡y no fluye corriente a lo largo del riel!), así como equipos para alimentar unidades eléctricas móviles, como tractores, globos, helicópteros mediante cable ultrafino y ligero (patente N° 2158206). Además, las corrientes reactivas de la instalación Avramenko se pueden transmitir a través de rayo laser sin cables (patente n.° 2143735) y fuera de la atmósfera, y mediante un haz de electrones (patente n.° 2163376).
Pero las luminarias todavía no lo creían; las revistas especiales se negaron a publicar: “ Alto Voltaje Todavía es imposible transmitir a distancia. Hacer una instalación de kilovatios”.
Bueno, ¡eso es lo que hicieron! Los expertos ya están pensando en ello. El primero en interesarse seriamente fue Gazprom, una organización que dista mucho de ser pobre y desarrollos prometedores no reparamos en gastos. Ahora es necesario instalar líneas de transmisión de energía a lo largo de los gasoductos para protección catódica, suministro de energía a bombas de bombeo y otros servicios operativos. Estas líneas son caras y se roban los cables de metales no ferrosos. Y con una transmisión de energía de un solo cable, se puede estirar un cable de acero o incluso pasar una corriente a través de la propia tubería.

El gorrión no se sienta

Gazprom patrocinó la producción de aún más poderosa instalación, a 20kW. Se fabricó con reserva: D.S. Strebkov afirma que producirá 100 kW. Un transformador de alta frecuencia instalado al comienzo de esta línea genera poderosas cargas electrostáticas, que se concentran a lo largo de la línea hasta el circuito resonante del transformador reductor Tesla y se descargan a través del rectificador a la carga, es decir, a los consumidores. La instalación transmite energía a través de un cableado de sólo 80-100 micras de espesor: sólo se puede ver si te acercas. Vibra desesperadamente cuando se enciende la unidad, a veces incluso se desprende del aislante (claro, en condiciones reales Nadie va a instalar un cable tan delgado; se romperá incluso si un gorrión se posa sobre él). Y, sin embargo, a través de este cabello fluye una corriente que alimenta lámparas de 24 kilovatios, un potente motor eléctrico, etc.
Un sistema de este tipo tiene parámetros eléctricos cientos de veces mejores que los sistemas tradicionales de dos o tres cables. Al mismo tiempo, en el diseño de la instalación se utilizan unidades estándar producidas en masa por la industria nacional: por ejemplo, un convertidor utilizado en el tratamiento térmico de tuberías, condensadores, etc. Mientras tanto, NPO Sapphire, encargado por VNIIESKh, actualmente desarrollando convertidores muchas veces más pequeños basados en tiristores, por lo que se puede esperar, sobre todo, que la instalación sea mucho más compacta.

Tractor eléctrico sin bidón y coagulador en el bolsillo

La aplicación es fundamental nuevo sistema El suministro de electricidad simplificará y reducirá significativamente el coste de construcción de líneas de trolebuses y tranvías o, por ejemplo, permitirá instalar un accionamiento eléctrico con una "antena" en los automóviles, de modo que los conductores, al acercarse a líneas de un solo cable. instalados en todas partes, conéctese a ellos y vaya a cualquier lugar, apagando el motor de combustión interna y sin contaminar la atmósfera.
Además, podríamos volver a los tractores eléctricos propulsados por cables. En un momento fueron abandonados debido a que el tambor de cable montado en el tractor pesaba 3 toneladas. Ahora su peso no superará los 30 kg. Sí, puedes prescindir de un tambor.
Se puede crear una televisión aerostata instalando repetidores a unos diez kilómetros del suelo. O instale un sistema de aerostato para monitorear grandes áreas de bosques o campos. Ahora sólo el peso de los cables lo impide.
Pero eso no es todo. Energía por láser y haces de electrones¡Incluso se puede transmitir a satélites y cohetes! Pero esto es sólo por ahora.
Sin embargo, aquí está la verdadera cuestión: coaguladores de sangre fabricados con un sistema de un solo cable. Estos dispositivos se utilizan para detener el sangrado durante heridas y operaciones; parecen soldar los bordes de los vasos rotos con un pequeño arco de electroplasma. Los coaguladores de 8 W que existen hoy en el mundo son un armario voluminoso, fijo o sobre ruedas, que pesa unos cien kilogramos, se enfría con agua del grifo y consume más de un kilovatio de energía. Exactamente la misma potencia y aún más. acción efectiva El coagulador fabricado en VNIIESKh funciona con energía convencional. baterías recargables, pesa varios cientos de gramos, cabe en la guantera o “diplomático” de un automóvil, por lo que también puede funcionar en condiciones de campo, y en casa. Además, su coste actual será de unos 1.000 dólares (frente a los 45.000-60.000 dólares de los voluminosos análogos extranjeros). Puede usarse y ya se usa no solo en clínicas, sino también en salones de belleza, para destruir verrugas, papilomas, tatuajes, etc.
Hoy en día, los extranjeros están muy interesados en el trabajo de Avramenko y sus colegas. Los inventos recibieron la medalla de oro del Salón de las Innovaciones de Bruselas y la medalla de oro de Nikola Tesla, otorgada por obras destacadas en el campo de la ingeniería eléctrica. Los británicos y los japoneses pagaron por las patentes internacionales, y los estadounidenses emitieron una patente en la que el trabajo de los científicos rusos se llamaba "ramo de descubrimientos". Se están llevando a cabo negociaciones con la India para el suministro de una unidad de demostración de 25 kW.
¡Pero ay, ay y ay otra vez! Sólo podemos soñar con el uso generalizado y masivo de la corriente monofilar en Rusia.

Durante muchos años, los científicos han estado luchando con la cuestión de minimizar los costes eléctricos. Comer diferentes caminos y propuestas, pero aún así, la teoría más famosa es la transmisión inalámbrica de electricidad. Proponemos considerar cómo se lleva a cabo, quién es su inventor y por qué aún no se ha implementado.

Teoría

La electricidad inalámbrica es literalmente transmisión. energía eléctrica sin cables. La gente suele comparar la transmisión inalámbrica de energía eléctrica con la transmisión de información, como la radio, Celulares, o acceso wifi en Internet. La principal diferencia es que la transmisión por radio o microondas es una tecnología destinada a restaurar y transportar información, y no la energía que se gastó originalmente en la transmisión.

La electricidad inalámbrica es un área de la tecnología relativamente nueva, pero que se está desarrollando de forma bastante dinámica. Ahora se están desarrollando métodos para transmitir energía de manera eficiente y segura a distancia sin interrupción.

¿Cómo funciona la electricidad inalámbrica?

El trabajo principal se basa específicamente en el magnetismo y el electromagnetismo, como es el caso de la radiodifusión. Cargador inalámbrico, también conocido como carga inductiva, basado en varios principios simples El trabajo, en particular la tecnología requiere dos bobinas. Un transmisor y un receptor, que juntos generan un campo magnético alterno de corriente no continua. A su vez, este campo provoca un voltaje en la bobina receptora; se puede utilizar para la nutrición dispositivo móvil o cargar la batería.

Si tu envías electricidad A través de un alambre, se crea un campo magnético circular alrededor del cable. A pesar de que el campo magnético afecta tanto al bucle como a la bobina, es más pronunciado en el cable. Cuando tomamos una segunda bobina de alambre que no recibe ninguna corriente eléctrica que la atraviese, y un lugar donde colocamos una bobina en el campo magnético de la primera bobina, la corriente eléctrica de la primera bobina se transmitirá a través del campo magnético. y a través de la segunda bobina, creando un acoplamiento inductivo.

Tomemos como ejemplo un cepillo de dientes eléctrico. En él, el cargador está conectado a una toma de corriente, que envía corriente eléctrica al cable trenzado del interior. cargador, creando un campo magnético. Hay una segunda bobina dentro del cepillo de dientes, cuando la corriente comienza a fluir y, gracias al MF formado, el cepillo comienza a cargarse sin estar conectado directamente a una fuente de alimentación de 220 V.

Historia

Transmisión inalámbrica La energía como alternativa de transmisión y distribución. lineas electricas, fue propuesto y demostrado por primera vez por Nikola Tesla. En 1899, Tesla presentó la transmisión inalámbrica para impulsar el campo. Lámparas fluorescentes, ubicado a veinticinco millas de una fuente de energía sin el uso de cables. Pero en ese momento, era más barato cablear 40 kilómetros de alambre de cobre en lugar de construir los generadores de energía especiales que requería la experiencia de Tesla. Nunca recibió una patente y el invento quedó en lo más recóndito de la ciencia.

Aunque Tesla fue el primero en demostrar las posibilidades prácticas Comunicación inalámbrica allá por 1899, hoy en día hay muy pocos dispositivos a la venta, estos son cepillos inalámbricos, auriculares, cargadores de teléfonos, etc.

Tecnología inalámbrica

La transferencia de energía inalámbrica implica la transferencia de energía eléctrica o potencia a distancia sin cables. Así, la tecnología central se basa en los conceptos de electricidad, magnetismo y electromagnetismo.

Magnetismo

Es una fuerza fundamental de la naturaleza que provoca ciertos tipos materiales se atraen o repelen entre sí. Los únicos imanes permanentes son los polos de la Tierra. La corriente de flujo en el bucle genera campos magnéticos que se diferencian de los campos magnéticos oscilantes en la velocidad y el tiempo necesarios para generar corriente alterna (CA). Las fuerzas que aparecen en este caso se representan en el siguiente diagrama.

Así aparece el magnetismo

El electromagnetismo es la interdependencia de campos eléctricos y magnéticos alternos.

Inducción magnética

Si el bucle conductor está conectado a una fuente de alimentación de CA, generará un campo magnético oscilante dentro y alrededor del bucle. Si el segundo circuito conductor está lo suficientemente cerca, captará parte de este campo magnético oscilante, que a su vez genera o induce una corriente eléctrica en la segunda bobina.

Video: cómo se produce la transferencia inalámbrica de electricidad.

Así sucede transmisión eléctrica energía de un ciclo o bobina a otro, lo que se conoce como inducción magnética. Ejemplos de este fenómeno se utilizan en transformadores y generadores eléctricos. Este concepto se basa en las leyes. inducción electromagnética Faraday. Allí, afirma que cuando hay un cambio en el flujo magnético que se conecta a una bobina, la fem inducida en la bobina es igual al producto del número de vueltas de la bobina y la tasa de cambio del flujo.

Acoplamiento de potencia

Esta parte es necesaria cuando un dispositivo no puede transmitir energía a otro dispositivo.

El acoplamiento magnético se genera cuando el campo magnético de un objeto es capaz de inducir una corriente eléctrica a otros dispositivos dentro de su alcance.

Se dice que dos dispositivos están mutuamente acoplados inductivamente o magnéticamente cuando están dispuestos de manera que un cambio en la corriente cuando un cable induce un voltaje en los extremos del otro cable por medio de inducción electromagnética. Esto se debe a la inductancia mutua.

Tecnología

Principio de acoplamiento inductivo

Dos dispositivos mutuamente acoplados inductivamente o magnéticamente están diseñados de manera que el cambio de corriente cuando un cable induce un voltaje en los extremos del otro cable se produce por inducción electromagnética. Esto se debe a la inductancia mutua.
Se prefiere el acoplamiento inductivo debido a su capacidad de funcionar de forma inalámbrica y a su resistencia a los golpes.

El acoplamiento inductivo resonante es una combinación de acoplamiento inductivo y resonancia. Utilizando el concepto de resonancia, puedes hacer que dos objetos funcionen dependiendo de las señales de cada uno.

Como puede verse en el diagrama anterior, la resonancia la proporciona la inductancia de la bobina. El condensador está conectado en paralelo al devanado. La energía se moverá hacia adelante y hacia atrás entre el campo magnético que rodea la bobina y campo eléctrico alrededor del condensador. Aquí las pérdidas por radiación serán mínimas.

También existe el concepto de comunicación ionizada inalámbrica.

También se puede implementar, pero requiere un poco de esfuerzo. más esfuerzo. Esta técnica ya existe en la naturaleza, pero es poco factible implementarla, ya que requiere un campo magnético elevado, a partir de 2,11 M/m. Fue desarrollado por el brillante científico Richard Walras, quien desarrolló un generador de vórtices que envía y transmite energía térmica a grandes distancias, en particular con la ayuda de colectores especiales. El ejemplo más simple de tal conexión es el rayo.

Ventajas y desventajas

Por supuesto, esta invención tiene sus ventajas y desventajas sobre los métodos cableados. Te invitamos a considerarlos.

Las ventajas incluyen:

Ausencia total de cables;
No se necesitan fuentes de alimentación;
Se elimina la necesidad de una batería;
La energía se transfiere de manera más eficiente;
Se requiere mucho menos mantenimiento.

Las desventajas incluyen las siguientes:

La distancia es limitada;
los campos magnéticos no son tan seguros para los humanos;
la transmisión inalámbrica de electricidad mediante microondas u otras teorías es prácticamente imposible en casa y con tus propias manos;
Alto costo de instalación.

En 1892 en Londres, y un año después en Filadelfia, el famoso inventor, de nacionalidad serbia, Nikola Tesla demostró la transmisión de electricidad a través de un solo cable.

Cómo lo hizo sigue siendo un misterio. Algunas de sus notas aún no han sido descifradas, la otra parte ha sido quemada.

Pero creo que los electricistas modernos se sorprenderán aún más cuando descubran que hay una persona que trabaja en nuestro país y que también encontró una manera de transmitir electricidad a través de un cable abierto. El ingeniero Stanislav Avramenko se dedica a esto desde hace 15 años.

¿Cómo se realiza un fenómeno fenomenal que no encaja en el marco de las ideas generalmente aceptadas? La figura muestra uno de los planes de Avramenko.

Consiste en un transformador T, una línea de transmisión de energía (cable) L, dos diodos consecutivos D, un condensador C y un descargador de chispas R.

El transformador tiene una serie de características que no revelaremos por ahora (para mantener la prioridad). Digamos que es similar a, en el que el devanado primario recibe voltaje con una frecuencia igual a la frecuencia de resonancia del devanado secundario.

Conectemos los terminales de entrada (abajo en la figura) del transformador a una fuente de voltaje alterno. Dado que sus otros dos terminales no están conectados entre sí (el punto 1 simplemente cuelga en el aire), parece que no se debe observar ninguna corriente en ellos.

Sin embargo, se produce una chispa en el explosor: ¡se produce una descomposición del aire por cargas eléctricas!

Puede ser continuo o discontinuo, repetido a intervalos dependiendo de la capacitancia del capacitor, la magnitud y frecuencia del voltaje aplicado al transformador.

Resulta que periódicamente se acumula una cierta cantidad de cargas en lados opuestos de la vía de chispas. Pero, al parecer, sólo pueden llegar desde el punto 3 a través de diodos que rectifican la corriente alterna existente en la línea L.

Así, en el enchufe Avramenko (parte del circuito a la derecha del punto 3) circula una corriente, de dirección constante y de magnitud pulsante.

Un voltímetro V conectado al descargador, a una frecuencia de aproximadamente 3 kHz y un voltaje de 60 V en la entrada del transformador, muestra 10 - 20 kV antes de la falla. En cambio, un amperímetro instalado registra una corriente de decenas de microamperios.

Los “milagros” del tenedor de Avramenko no terminan ahí. Con resistencias R1=2-5 MOhm y R2=2-100 MOhm (Fig. 2), se observan cosas extrañas al determinar la potencia liberada en esta última.

Habiendo medido (según la práctica generalmente aceptada) la corriente con un amperímetro magnetoeléctrico A y el voltaje con un voltímetro electrostático V, multiplicando los valores resultantes, obtenemos una potencia mucho menor que la determinada por un método calorimétrico preciso a partir de la liberación de calor en el resistencia R2. Mientras tanto, según todas las reglas existentes, deben coincidir. Aún no hay explicación.

Habiendo complicado el circuito, los experimentadores transmitieron una potencia igual a 1,3 kW a través de la línea L. Esto fue confirmado por tres bombillas encendidas intensamente, cuya potencia total era exactamente el valor mencionado.

El experimento se llevó a cabo el 5 de julio de 1990 en uno de los laboratorios del Instituto de Energía de Moscú. La fuente de energía era un generador de máquina con una frecuencia de 8 kHz. La longitud del cable L era de 2,75 m. Curiosamente, no era cobre ni aluminio, que normalmente se utilizan para transmitir electricidad (su resistencia es relativamente baja), ¡sino tungsteno! ¡Y además el diámetro es de 15 micrones! Es decir, la resistencia eléctrica de dicho cable era mucho mayor que la resistencia de los cables convencionales de la misma longitud.

En teoría, aquí deberían producirse grandes pérdidas de electricidad y el cable debería brillar e irradiar calor. Pero esto no sucedió y es difícil explicar por qué: el tungsteno permaneció frío.

Altos funcionarios con títulos académicos, convencidos de la realidad de la experiencia, simplemente quedaron atónitos (sin embargo, pidieron no dar sus nombres por si acaso).

Y la delegación más representativa conoció los experimentos de Avramenko en el verano de 1989.

Estaba formado por el Viceministro del Ministerio de Energía, los jefes de los departamentos centrales y otros trabajadores científicos y administrativos responsables.

Como nadie podía dar una explicación teórica inteligible de los efectos de Avramenko, la delegación se limitó a desearle más éxito y se marchó decorosamente. Por cierto, en cuanto al interés de las agencias gubernamentales por las innovaciones técnicas: Avramenko presentó la primera solicitud de invención en enero de 1978, pero aún no ha recibido el certificado de autor.

Por cierto, Faraday escribió sobre corrientes instantáneas en una sola línea en los años 30 del siglo pasado y, de acuerdo con la electrodinámica fundamentada por Maxwell, la corriente de polarización no conduce a la liberación de calor Joule en el conductor, es decir, el conductor no le proporciona resistencia.

Ya llegará el momento: se creará una teoría rigurosa, pero por ahora el ingeniero Avramenko ha probado con éxito la transmisión de electricidad a través de un cable de más de 160 m...

Nikolay ZAEV

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